Физиология прокариот презентация

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ У ПРОКАРИОТ

ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА МИКРООРГАНИЗМОВ
Бактерии
Вирусы
любые источники
высокая скорость
метаболизма
адаптации
Н Е Т

Классификация бактерий по источнику углерода
Автотрофы
Гетеротрофы
сапрофиты
паразиты
факультативные
облигатные
риккетсии и хламидии

Пути проникновения питательных веществ в бактериальную клетку
диффузия
активный
транспорт
транслокация
химических
групп
простая
об-легчен-ная
пермеазы

Классификация бактерий
по потребностям в факторах роста
прототрофы
ауксотрофы
азотистые основания, аминокислоты,
витамины,
липиды

Классификация бактерий
по особенностям энергетического метаболизма
фототрофы
хемотрофы
донор
акцептор
лито-
органо-
окисление
ферментация
аэробное
анаэробное

Классификация бактерий
по отношению к кислороду воздуха

Особенности метаболизма риккетсий, хламидий, микоплазм
Риккетсии
Хламидии
Микоплазмы

Классификация бактериальных ферментов
экзо-
эндо-
конститутивные
индуцибельные
вирулентности

РАЗМНОЖЕНИЕ БАКТЕРИЙ И ПРИНЦИПЫ ИХ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ

Способы размножения бактерий
Бинарное деление
Почкование
Фрагментация нитевидных форм
Экзоспоры
Особый цикл

Цикл развития хламидий

Культивирование микроорганизмов

Классификация искусственных
питательных сред
По консистенции
Жидкие
Полужидкие (0,5% агара)
Плотные (1,5-2% агара, свернутые)

Классификация искусственных
питательных сред
По составу
Натуральные
простые
мясо-пептонный агар и бульон (МПА и МПБ)
желатин
молоко
кусочки овощей
сложные
простые + добавка
Синтетические

Классификация искусственных
питательных сред
По назначению
Основные
Универсальные (простые натуральные)
Специальные (сложные натуральные)
Элективные (селективные)
Дифференциально-диагностические
Консервирующие

Агар – полисахарид, добываемый из морских водорослей определенных видов; используется для уплотнения питательных сред в бактериологии по такому же алгоритму, как в быту крахмал или желатин
Свернутые питательные среды – это плотные среды, содержащие сыворотку крови или обогащенные белком (яичные, например), которые уплотняются при прогревании в процессе стерилизации
Натуральные среды готовятся на основе отваров, экстрактов мяса, рыбы, овощей и др. натуральных продуктов
Простые натуральные среды представляют собой такие отвары или экстракты
Сложные натуральные среды получают путем добавления в простые натуральные среды любого вещества (красителя, сахара, антибиотика, крови и т.д.)

Синтетические питательные среды получают, смешивая чистые химические вещества (как правило, соли)
Элективные (селективные, избирательные, обогащения) питательные среды – это среды, содержащие вещества, используемые бактериями определенных видов и не благоприятствующие или даже препятствующие росту других бактерий
Дифференциально-диагностические питательные среды – это среды, позволяющие отличать одни виды бактерий от других по их ферментативной активности или культуральным свойствам
Консервирующие питательные среды – это среды, используемые, например, при доставке патологического материала в бактериологическую лабораторию – так как метаболическая активность на них бактерий сводится практически к нулю, то бактерии сохраняются, но не размножаются

Требования к условиям культивирования бактерий
Питательные потребности
простые – растут на универсальных питательных средах
сложные – растут на специальных питательных средах
Температура культивирования
≈ 37°С – мезофилы
6 – 20°С – психрофилы
50 – 60°С – термофилы

Требования к условиям культивирования бактерий
Реакция среды (рН)
кислая – ацидофилы
нейтральная – большинство патогенных бактерий
щелочная – алкалифилы
Условия аэрации
не принимают во внимание – факультативные анаэробы
↓ О2 – микроаэрофилы
↑ СО2 – капнофилы
без доступа воздуха – анаэробы
с обязательным доступом воздуха – облигатные аэробы

Характер роста бактерий на искусственных питательных средах
Жидкие питательный среды
диффузная муть – большинство бактерий
плёнка – «коховские бактерии»
придонный или пристеночный рост – стрептококки
плёнка со спускающимися вниз «сталактитами» – Yersinia pestis

Характер роста бактерий на искусственных питательных средах
Плотные питательные среды
S-форма колоний («гладкая»)
кокки
Г– палочки, кроме Yersinia pestis
R-форма колоний («шероховатая»)
Г+ палочки
Yersinia pestis

Стадии роста периодической бактериальной культуры
Лаг-фаза
Деления клеток не происходит

Стадии роста периодической бактериальной культуры
Положительного ускорения
Скорость деления клеток увеличивается

Стадии роста периодической бактериальной культуры
Логарифмического роста (экспоненциальная)
Скорость деления клеток максимальная

Стадии роста периодической бактериальной культуры
Отрицательного ускорения
Скорость деления клеток снижается

Стадии роста периодической бактериальной культуры
Стационарная фаза максимума
Количество живых клеток постоянно

Стадии роста периодической бактериальной культуры
Ускоренной гибели
Количество живых клеток начинает снижаться (убывает с увеличивающейся скоростью)

Стадии роста периодической бактериальной культуры
Логарифмической гибели
Количество живых клеток убывает с максимальной скоростью

Стадии роста периодической бактериальной культуры
Уменьшения скорости гибели
Количество живых клеток убывает с уменьшающейся скоростью

Стадии роста периодической бактериальной культуры
Стационарная фаза минимума
Количество живых клеток минимально

Методы создания анаэробных условий для культивирования бактерий

Физические
культивирование в анаэростате (выкачивается воздух) или аппарате Киппа (замещается инертным газом, например азотом)
трубки Виньяль-Вийона (смешивание с расплавленной и охлаждённой питательной средой с её последующим застыванием – глубинное культивирование)
засев уколом в высокий столбик (полужидкой среды)
культивирование под слоем масла
регенерация жидкой питательной среды перед засевом (кипячение с последующим быстрым охлаждением)
метод Перетца (в чашку Петри заливается охлаждённая среда, смешанная с культурой, на поверхность – предметное стекло, сняв которое можно легко добраться до выросшей культуры)

Химические
в замкнутом объёме протекает химическая реакция с поглощением кислорода
метод Аристовского (сыпучие ингредиенты)
метод Омелянского (жидкие ингредиенты)
включение в питательную среду редуцирующих веществ (связывают растворённый в среде кислород)
глюкоза
тиогликолевая кислота и др.

Биологические
метод Фортнера (в замкнутом объёме культивируются анаэробы и жадный аэроб – после прекращения роста которого в безкислородной среде начинают расти анаэробы)

Метод Китта-Тароцци
среда Китта-Тароцци
МПБ с глюкозой
на поверхности – масло
на дне – кусочки печени

КУЛЬТУРАЛЬНЫЙ МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ

Принципиальная схема культурального метода исследования: предварительный этап
Выделение спороносных бактерий
аэробы и факультативные анаэробы
отсутствует
анаэробы (строгие и аэротолерантные)
микроскопия мазка из ПМ
засев ПМ на среду Китта-Тароцци
прогретого при 80°С 15 минут
нативного

I этап
Получение изолированного роста (чистой культуры)
аэробы и факультативные анаэробы
микроскопия мазка из ПМ
засев ПМ на пластинчатый агар петлей (штрихом) или шпателем (по Дригальскому) для получения изолированного роста
анаэробы (строгие и аэротолерантные)
микроскопия мазка из смешанной культуры
засев для получения изолированного роста (по Цейсслеру или по Вейнбергу)

II этап
Накопление чистой культуры
аэробы и факультативные анаэробы
изучение колоний (см. практикум Павловича)
микроскопия мазка из колонии
РА на стекле с поливалентными сыворотками (ориентировочная РА)
засев колонии на скошенный МПА
анаэробы (строгие и аэротолерантные)
изучение колоний
микроскопия мазка из колонии
засев колонии на среду Китта-Тароцци

III этап
Окончательная идентификация чистой культуры
аэробы и факультативные анаэробы
микроскопия мазка из чистой культуры
РА на стекле с моновалентными сыворотками (серологическая идентификация вида и серовара)
изучение биохимических свойств
изучение вирулентности
определение эпидемиологических маркеров
анаэробы (строгие и аэротолерантные)
микроскопия мазка из чистой культуры
изучение биохимических свойств
выявление и идентификация экзотоксина

Культуральные признаки бактерий
питательные потребности
оптимальная питательная среда
температура культивирования
условия аэрации
скорость роста
характер роста на жидких и плотных питательных средах

Изучение биохимических свойств бактерий
(на примере энтеробактерий):
I этап
Питательные среды, методы
Дифференциально-диагностические среды:
Эндо
Левина
Плоскирева
Принцип действия
утилизация содержащейся в среде лактозы
⇓
сдвиг рН в кислую сторону
⇓
изменение цвета колонии

II этап
Питательные среды, методы
Среды накопления и первичной дифференциации:
Рессела (глюкоза+лактоза)
Клиглера (глюкоза+лактоза+Н2S)
Олькеницкого (глюкоза+лактоза+Н2S+мочевина)
Принцип действия
утилизация глюкозы ⇒ изменение цвета только столбика
утилизация лактозы ⇒ изменение цвета и столбика и косяка
выработка Н2S ⇒ почернение
утилизация мочевины ⇒ покраснение

III этап: изучение сахаролитических свойств
Питательные среды, методы
Среды Гисса (в коротком ряду Гисса – с лактозой, глюкозой, маннитом, мальтозой, сахарозой)
Принцип действия
утилизация содержащегося в среде углевода
⇓
сдвиг рН в кислую сторону
⇓
изменение цвета среды

III этап: изучение протеолитических свойств
Питательные среды, методы
желатин
продукция индола
продукция аммиака
продукция Н2S
Внешний эффект при положительной пробе
разжижение
покраснение индикаторной бумажки
посинение лакмусовой бумажки
см. среды Клиглера и Олькеницкого

III этап: определение наличия отдельных ферментов
Питательные среды, методы
каталазная активность
оксидазная активность
Внешний эффект при положительной пробе
газообразование при смешивании культуры с перекисью водорода
покраснение индикаторной бумажки